[发明专利]缓解电力传输系统中次同步谐振的方法和装置

说明书

技术领域

本发明的实施例大体上涉及电力传输系统领域，尤其涉及缓解电力传输系统中次同步谐振(SSR)的方法和装置。

背景技术

近年来，风电的发展在世界范围内日渐兴盛。在诸如中国和美国的许多国家，风力资源通常在陆上并且集中在远离负载中心的地区。相应地，它们也以集中模式进行开发，并且大量风能的输电是不可避免的。当前，存在几种可替换的输电方案，即超高压(UHV)交流电(AC)输电、电网换相变流器(LCC)高压直流输电(HVDC)、以及电压源型变流器(VSC)HVDC。在这些方案中，UHV AC输电是较为便宜且具有发展前景的一种。

串联补偿(SC)是提高AC输电线路电力传输能力的有效方式。然而，如果AC输电线路由固定电容器进行补偿，则电力传输系统中次同步范围存在谐振频率，这会导致次同步谐振(SSR)问题。如果风电场辐射状地连接到AC输电线路的一端并且装备有感应发电机(IG)(包括普通的IG和双馈感应发电机(DFIG))，则SSR风险将会很高。事实上，IG和DFIG是当今主要类型的风电机。

与风电有关的SSR问题在学术界越来越引起关注。SSR将是未来必须解决的潜在风险。

一般而言，存在几种可能的方式来解决与风电有关的SSR问题，即利用用于风力涡轮发电机的专门控制、向SC或风电场增加阻尼装备、临时旁路SC、或者采用用于SSR阻尼的其它柔性交流输电系统(FACTS)设备。然而，由于与风电有关的SSR是一个相当新的问题，因此在领域内尚未有已获证实的解决方案的报导。

由SC和风电场所引发的SSR的特性是众所周知的，当风电的发电水平很低时，系统的SSR风险很高。由于SC的作用是提高输电水平，因此在输电水平低的情况下，SC对输电线路来说并非必需。故通过临时旁路SC来消除SSR是可行的。因为输电水平很低，没有SC的系统运行不应是个问题。

公开号为CN101465545A的中国专利申请公开了一种SSR情况下旁路SC的方法。用该方法，一旦检测到SSR发生，SC就被旁路，以保护SC。然而，SC的重新插入在预置的时间周期(例如，10-15分钟)之后以“尝试-错误(trial-and-error)”的方式进行实施，而不考虑系统运行情况。如果SC在三次尝试之后无法被重新插入，则SC将被永久旁路，并且不得不手动地被重新插入。该方法能够保护SC不受热电厂引起的SSR的影响。然而，如果用于保护风电传输线路中的SC，很有可能时常需要将SC手动地重新插入。下面对原因进行解释。当风电输电系统中出现SSR时，风力发电水平通常很低。风力发电在预置的时间周期内达到较高的水平基本是不可能的。因此，如果SC在预置的时间周期之后被重新插入，系统将很有可能再次遭受SSR。自动的重新插入将很有可能失败。另一个缺点是每次的重新插入尝试都给电力传输系统带来干扰。

有鉴于此，本领域需要以更加有效并且起作用的方式缓解SSR的方法和构件。

发明内容

为了自动地缓解SSR，从而解决上述问题，本发明实施例的其中一个目的提出了用于缓解电力传输系统中的SSR的新的解决方法和装置。

在一个方面，本发明实施例提供了用于缓解电力传输系统中的SSR的方法。所述方法包括以下步骤：检查电力传输系统中是否发生SSR；检查SSR是否是无阻尼的；当SSR发生并且无阻尼时，提供命令以旁路SC单元。

在一些实施例中，检查电力传输系统中是否发生SSR包括：从电力传输系统的测量的电参量中获取次同步频率分量，将次同步频率分量的值与预设的值进行比较，如果次同步分量的值大于预设的值，则确定出电力传输系统中发生SSR。

在一些实施例中，检查次同步谐振是否无阻尼包括：获取次同步频率分量的当前峰值和以往峰值，如果当前峰值大于或等于以往峰值，则确定出次同步谐振是无阻尼的。

在一些实施例中，在SSR第一次发生的时间点和SSR分量信号的第二峰已被检测到的时间点之间存在锁定周期。

在一些实施例中，次同步频率分量的值包括次同步频率分量的均方根(RMS)值、峰值。

在一些实施例中，电参量是电力传输系统的电流、电压或功率。

在一些实施例中，本发明的方法进一步包括以下步骤：当电力传输系统的输电水平被确定出高于预先确定的水平并且电力系统中没有故障时，提供命令以将SC单元重新插入到电力传输系统中。

在一些实施例中，所述方法进一步包括以下步骤：获取电力传输的电参量的值；将获取的值与预设的值进行比较；基于所述比较，确定电力传输系统的输电水平是否高于预先确定的水平。